Основные принципы ручной дуговой сварки

Ручная дуговая сварка для начинающих сварщиков

Введение

Сварка ММА, или ручная дуговая электросварка, широко используется во многих сферах промышленности. Но на сегодняшний день тенденции таковы, что в современном мире предпочтение отдается более высокоскоростным способам сварки, таким как автоматическая и МIG/MAG. Их удельный вес с годами только растет.

Однако, несмотря ни на что сварка ММА остается незаменима в условиях ограниченной зоны доступа, при работе на открытом воздухе и в быту, так как стоимость сварочных аппаратов и расходных материалов является более-менее доступной.

Большинство компаний, производящих дорогую сварочную технику, не обходят также вниманием ММА сварку, год от года совершенствуют аппараты, добавляют в них режимы, упрощающие труд сварщика.

Ближе к конкретике …

Говоря о сварных швах, новичкам нужно определиться, каковы критерии хорошего и плохого шва. Поэтому вначале освойте немного теорию.

При сварке бытовых теплиц из уголков малого сечения, монтаже заборных секций, лестничных поручней, карнизов, навесов и других тому подобных вещей качество сварки не играет какой-то ведущей роли, поскольку нагрузки на такие изделия незначительные.

И совсем другие требования к прочности шва предъявляются при сварке высоконагруженных конструкций: опор, перекрытий, несущих узлов автомобилей, прицепов, магистральных жидкостных, газовых и нефтяных трубопроводов под давлением, мостов.

Швы таких конструкций уже проверяются неразрушающими методами контроля (НМК).

Как научиться сварке? Неплохо было бы начать с изучения бумажной части…

К меню

Нормативная документация. Как пользоваться

Согласно ГОСТ 5264-80 на ручную дуговую сварку все многообразие сварных соединений можно отнести к четырем основным типам (сокращенное обозначение русскими заглавными буквами приводится в круглых скобках):

• Стыковые (С);
• Угловые (У);
• Тавровые (Т);
• Нахлесточные швы (Н)

Пример сокращенной записи типа соединения и его номера по порядку: Т1, С17 и т.д.

Также ГОСТ 5264-80 (pdf) указывает на основные размеры сварного шва Например, на стыковом шве параметр «е» — это ширина; «g» — выпуклость, или усиление шва.

Для угловых (или тавровых) швов буквой «к» обозначается катет.

По евростандарту EN ISO 2553-2013 «Соединения сваркой и пайкой» буквой «а» обозначается толщина шва; «z» – катет шва; «S» – глубина провара. При обозначении по евростандарту буквы z, а, S присутствуют на чертежах, поэтому это знать важно.

ГОСТ 5264-80 (pdf) также дает нам понятие о том, каким должен быть зазор между деталями, как правильно готовить кромки, какая возможна геометрия кромок при сварке с одной, или с двух сторон, с подложкой под корень шва и т.д.

По евростандарту требования к подготовке деталей под сварку определяются по EN ISO 9692-1:2003 «Сварка и сходные процессы – рекомендации для подготовки соединений»

Если перед начинающим сварщиком стоит задание сварить две пластинки, то самые задаваемые вопросы звучат следующим образом:

• какой диаметр, или тип электрода брать?
• каким током варить?
• какой установить зазор между деталями?

Что нам рекомендуют стандарты по поводу зазоров? По ГОСТ5264-80, например, для трехмиллиметровой пластины кромки будут прямые с зазором между деталями 0-2 мм. Усиление шва предлагается в диапазоне от 0,5 до 2,5 мм, а ширина шва не более 7мм.

По EN ISO 9692 для односторонней сварки пластинки толщиной 3 мм предлагается готовить кромки с прямым скосом и зазором между деталями примерно 3 мм. Параметры выпуклости шва определяются по ISO 5817:2009.

При односторонней сварке пластинки 8 мм по ГОСТ5264-80 рекомендует делать V-образный скос кромок под углом 22 -27 градусов с притуплением кромок 0-2 мм и зазором 0-3 мм.

Как видите, как в ГОСТ, так и в евростандартах нет жестких цифр, есть диапазоны размеров. Какой именно зазор, или притупление кромок выбрать сварщик решает сам, исходя из марки и диаметра электрода, пространственной ориентации шва, тока сварки и своего мастерства.

К меню

Коротко про обозначение швов на чертежах

Источник: http://svarka-master.ru/ruchnaya-dugovaya-svarka-dlya-nachinayushhih/

Ручная дуговая сварка: технология, ГОСТ :

При создании металлоконструкций широко применяется ручная дуговая сварка.

Она представляет собой процесс создания неразъемного соединения посредством расплавления металла электрической дугой.

Сущность процесса сварки

Сварка заключается в создании дуги между покрытым защитным слоем электродом и сварочной ванной. Поджиг производится посредством быстрого касания и отведения на небольшое расстояние от поверхности детали металлического стержня.

От высокой температуры появившейся дуги он расплавляется и образует сварной шов. Вместе с электродом расплавляется его покрытие, образуя защиту из газа и шлака, предохраняющую металл от окисления.

После каждого этапа сварки шлаковый налет удаляется с поверхности шва.

Ограниченная длина электрода вызывает прерывание процесса сварки, так как постоянно приходится менять его на новый. Перерывы в работе являются причиной образования в сварном шве дефектов.

При разогреве стержня обмазка плавится тоже, создавая поток газа, направленного к сварочной ванне. В результате в нее переносятся капли расплавленного металла. Движение газа настолько интенсивно, что он перемещает металл снизу вверх при сварке в потолочном положении.

Тип и толщина свариваемых деталей

Ручная дуговая сварка применима к нелегированным и легированным сталям толщиной до 50 мм в производстве единичных или мелкосерийных изделий. Тонкий металл (менее 1,5 мм) быстро проплавляется и «проваливается» до появления сварочной ванны. Для него нужны специальные приспособления.

Прочность сварочного соединения металла снижается с увеличением содержания в нем углерода.

Выгодно использовать ручную сварку для изделий толщиной 3-20 мм. Исключением являются единичные швы сложной конфигурации.

Характеристики электродов

Для электродов подбирают специальные материалы стержня и обмазочного слоя, содержащего шлакообразующие, стабилизирующие и другие вещества.

Назначения покрытия следующие.

1. Производство шлака, который обволакивает сварочную ванну и расплавленные капли металла, предохраняя их от окисления кислородом воздуха и влияния паров воды.
2. Образование защитного газа, образующегося при сгорании органической составляющей покрытия.
3. Выполнение раскисления металла шва. Кроме того, в обмазке могут находиться легирующие добавки, переходящие из шлака в капли металла.

Электроды для ручной дуговой сварки имеют определенный тип, соответствующий заданным механическим характеристикам наплавленного металла. Буква Э с числом в обозначении его типа указывает на величину временного сопротивления (кг/мм2). Наличие буквы А характеризует высокие пластичность и ударную вязкость.

Положение сварки в пространстве

Сварка допускается во всех положениях, но самым удобным является нижнее, для которого не требуется высокая квалификация исполнителя.

Здесь могут применяться электроды больших диаметров, а ток может быть высоким, что позволяет процесс сделать более производительным.

При потолочном и вертикальном положениях шва капли металла держатся только за счет поверхностного натяжения. Размер сварочной ванны уменьшается и требуется меньший диаметр электрода.

Условия работы сварщика

Процесс электросварки может производиться в самых разных условиях: в помещениях, на открытом воздухе, на конструкциях, трубопроводах и других объектах. При этом не требуется подача воды, газа, а из применяемых материалов требуются только электроды.

Для работы требуется источник питания. Кабели могут удаляться от него на большое расстояние. При этом растут энергетические потери на их нагрев.

В отдаленных местах могут использоваться электрические генераторы с приводом от двигателя, работающего на бензине или дизельном топливе.

Снег, дождь и ветер являются помехами, и от них требуется защита рабочей зоны.

Тип сварочного тока

Ручная дуговая сварка осуществляется на переменном или постоянном токе. Для этого применяются специальные электроды, но они могут быть универсальными, предназначенными для обоих типов тока.

Постоянный ток позволяет создать более стабильную дугу, и работать с ним удобней. Расплавленный металл имеет лучший смачивающий эффект, а шов формируется равномерный. Поэтому для сварки мелких изделий или тонких листов этот способ необходим.

Дефекты сварных соединений

К качеству соединений в металле предъявляются технические требования и устанавливаются нормы. Если от них имеются отклонения, которые приводят к снижению работоспособности конструкций и надежности, то появляются дефекты. По причинам возникновения их разделяют на две группы.

К первой относятся дефекты, возникающие в процессах кристаллизации металла, а также его остывания: трещины, поры, включения шлака, ухудшение свойств металла на швах и рядом с ними.

Во 2-ю группу входят дефекты, связанные с неправильной подготовкой и нарушением режима сварки: подрезы, непровары, наплывы, прожоги, кратеры, отклонения швов от расчетных размеров.

Ручная дуговая сварка: соединения сварные

Для создания надежного соединения, когда толщина металла не менее 7 мм, необходимо подготовить кромки заготовок. С их помощью обеспечивается полный провар заготовок.

На тонком металле делается 1 или 2 шва, а на больших толщинах сначала выполняется корневой проход, а затем полость заполняется наплавляемыми валиками.

ГОСТ «Ручная дуговая сварка» (5264-80) регламентирует, как разделывать края деталей в зависимости от того, какой выбран тип соединения. По форме, различают V, К, Х-образные кромки. Шов может выполняться с одной или двух сторон.

Кромку можно срубить зубилом, но качество достигается самое низкое. Ровные и чистые они получаются на специальных строгальных или фрезерных станках. Если это сделать невозможно, используют кислородную резку.

Типы сварных соединений определяются взаимным расположением деталей и могут быть следующими:

• стыковое;
• внахлест;
• тавровое;
• угловое.

ГОСТ «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные» (5264-80) различает типы швов по положению в пространстве.

1. Нижний — самый простой и надежный. Детали располагаются под электродом. Здесь важно не проплавить заготовки.
2. Горизонтальный — деталь располагается под углом 0-600, а сварка ведется в горизонтальном направлении.
3. «В лодочку» — установка детали под наклоном и сварка в угол.
4. Вертикальный — шов делается снизу вверх. Работа усложняется из-за стекания металла.
5. Потолочный — шов располагается сверху. Сварка ведется короткими импульсами при пониженном токе.

Швы на готовых изделиях проверяются на соответствие требованиям ГОСТ. Ручная дуговая сварка не должна приводить к образованию дефектов, а геометрические и механические характеристики соединений необходимо поддерживать в заданных пределах.

Сварочное оборудование

Оборудование для ручной дуговой сварки — это прежде всего специальный аппарат, которым может быть:

• трансформатор;
• трансформатор с выпрямителем;
• инвертор.

Особую популярность приобрели сварочные инверторы. Функции форсирования дуги и антиприлипания позволяют делать относительно качественные швы даже новичкам. Высокая стоимость не останавливает покупателей, благодаря высоким техническим характеристикам и большей надежности.

На рынке можно купить профессиональные устройства с высокой производительностью и для бытового применения, когда нет необходимости в непрерывной работе.

Технология ручной дуговой сварки

Для ручной сварки сначала производится розжиг касанием или чирканьем. Затем электрод отводится на небольшое расстояние, чтобы дуга постоянно горела. Технология ручной дуговой сварки заключается в перемещении стержня в трех плоскостях:

• приближение и удаление электрода от поверхности заготовки колебательными движениями;
• движение в направлении формирования шва;
• формирование валика металла перемещением электрода поперек оси шва.

Сварка труб ручной дуговой сваркой

Для труб применяются обычные способы соединения и положения шва. Они должны соответствовать ГОСТ «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные» (5264-80). К соединениям труб предъявляются особые требования, чтобы они были герметичными и выдерживали заданное давление перекачиваемой среды.

Поэтому стараются производить сварку труб в нижнем положении, а изделие при этом периодически поворачивается. Их подготовка заключается в создании перпендикулярных торцов с притуплением -2,5 мм и скосом кромок на угол 60-700.

Сварка производится большей частью встык, и для этого сначала делают прихватку в 4 местах трубы. Если ее диаметр превышает 300 мм, расстояние между участками сварки составляет около 200 мм. Длина прихваток составляет около 50 мм.

После выполняют сварку трубы по всей окружности.

Заключение

Ручная дуговая сварка производится для соединения деталей в мелкосерийном и единичном производстве. Для получения качественных соединений необходимо иметь подходящий аппарат и электроды, а также обладать навыками подготовки деталей и выполнения сварки.

Источник: https://www.syl.ru/article/206092/new_ruchnaya-dugovaya-svarka-tehnologiya-gost

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами — описание технологии и способы

Существуют различные методики получения неразъемных соединений. Сварка ручная дуговая считается наиболее рациональной и универсальной. Соответствует ли это действительности, как она ведется покрытыми электродами, особенности технологии, способы повышения ее эффективности – все это станет предметом разговора.

Когда лучше использовать

• При частой смене положения электрода. С помощью дуговой сварки можно получить качественный шов в различных направлениях – горизонтальном, вертикальном, под любым углом.
• Когда работы ведутся в сложных условиях, в том числе, труднодоступных местах.
• Если необходимо создать неразъемное соединение между разнородными металлами (сплавами), или быстро переориентироваться с одного на другой, что часто и бывает в процессе монтажа.
• Для получения швов небольшой протяженности.

Технология дуговой сварки

Любой покрытый электрод – металлический стержень, внешний слой которого (обсыпка силикатная, флюсовая, стеклянная) при сгорании образует или газовой облако, или шлак. Именно они и являются защитной средой, препятствующей проникновению в рабочую зону воздуха.

Классификация компонентов покрытия

По типу образующихся газов

По виду шлаков

• Легирующие.
• Рафинирующие.
• Раскислители.
• Защитные, создающие «корку».

В зависимости от типа электродов шлаки также могут быть пластифицирующими и связывающими.

Существует несколько видов сварки – током постоянным, импульсным (в/ч), переменным. При подаче напряжения он идет по цепи «электрод – обрабатываемая заготовка», но только в момент касания детали. Это приводит к образованию дуги.

В зоне высокой температуры (до 6 800 – 7 000 ºС)  плавятся и кромки образца, и стержень.

В результате дальнейшей кристаллизации металлов, которая происходит при ее снижении (так как электрод перемещается вдоль намеченной линии), получается шов.

В ручном режиме сварка ведется током переменным или постоянным. Профессионалы предпочитают последний вариант, причем с прямой полярностью. В результате электрод остается холодным, а нагревается металл в рабочей зоне.

Что учесть? Для разных видов сварки применяются свои электроды, для «=» или «~» тока.

Условия качественного ведения дуговой сварки

• Сухие срезы образцов и электрод.
• Бесперебойная подача тока.
• Целостность изоляции заземлителя. Ее дефекты нередко вызывают порчу шва, «залипание» электрода в рабочей зоне из-за «утечки» тока.

• Балансный реостат. С его помощью, меняя силу тока, можно выполнять не только сварочные работы, но и ряд других – резку, наплавку, стягивание.
• Кабель-заземлитель. Он является элементом эл/цепи и образует замкнутый контур, по которому протекает ток.
• «Держак».

Техника выполнения дуговой сварки

Зажигание дуги

Сила тока устанавливается, исходя из типа шва, его пространственной ориентации, марки покрытого электрода, вида металла и ряда других особенностей работы. В таблице указаны наиболее применяемые значения.

Способы «розжига»

№1 – легкое касание металла с последующим подъемом электрода на 20 – 25 мм.

№2 – применяется при обрыве дуги. Касание впереди кратера, с отведением в обратном направлении, до зоны наплава. Одновременно происходит удаление из него шлаков.

Рекомендация

Оптимальным считается диаметр дуги, лежащий в пределах 0,7 – 1,0 от сечения металлического стержня электрода. В процессе сварочных работ желательно выдерживать этот параметр в указанных рамках. Тогда шов получится качественный и ровный.

Положение покрытого электрода

Зависит от пространственной ориентации шва: потолочное, вертикальное или горизонтальное, нижнее. При накладке вертикальных швов электрод может перемещаться в обоих направлениях, как удобнее сварщику. При нижнем положении – наклон в направлении сварки. Движение – или «от себя», «или на себя».

Характеристики швов

Ширина валика зависит от специфики выполняемой операции и соотносится с диаметром покрытого электрода.

• От 0,8 до 1,5 d – «ниточный» (узкий) шов накладывается, если он первичный в многослойном. Также применяется, если толщина свариваемых образцов сравнительно небольшая (тонкий прокат).
• 2,2 – 4,0 d – самый распространенный (средний) шов. Наиболее практикуемые (но не единственно возможные) движения электрода показаны на рисунке.

 Длина  – зависит от специфики ведения сварки. Швы: короткие – до 30 см, средние – от 0,35 до 1 м и длинные – более 100 см.

 Толщина  – зависит от глубины «разделки». Исходя из этого, швы делаются одно- или многопроходными, в несколько слоев или в один.

Что лучше?

На получение шва, сделанного за 1 проходку, времени тратится меньше. Следовательно, повышается производительность.  Существенный минус – недостаточная эластичность соединения, возможный перегрев металла на отдельных участках.

При такой технологии сварки швы делаются разными способами: «горкой», «каскадами», последовательным наложением каждого очередного слоя по всей протяженности линии стыка.

Последний вариант наиболее распространен, а два первых применяются в основном при сварке образцов большой толщины (или при глубоких разделах).

Качество нижнего слоя – гарантия прочности всего соединения. Именно первой проходке должно быть уделено повышенное внимание.

Полезные советы

• Овладевать технологией дуговой сварки желательно на том же типе аппарата, с которым предполагается работать в дальнейшем.
• Защитные фильтры имеют разные номера. Для конкретного сварщика он подбирается индивидуально, с учетом особенностей его зрения (диоптрии, чувствительность). Критерий один – сварочную ванну работник должен видеть четко.
• От правильно выбранного зазора деталь – электрод зависит качество соединения. Если он слишком мал, то получится выпуклый шов, так как прогрев металла будет недостаточным. При его величине, большей рекомендуемой, укладка расплава будет неравномерной из-за того, что дуга станет «прыгать» (отклоняться от линии сварки).

Основные правила ТБ

• При дуговой ручной сварке запрещается прокладка заземлителя по сырой основе, тем более лужам, подтаявшему снегу и тому подобное.
• Все операции проводятся только в резиновых перчатках. Перед началом работы в обязательном порядке проверяется их целостность.
• Лицо мастера должно быть защищено от раскаленных брызг металла, а глаза – еще и от яркого света.

Если перчатки всего лишь прорезиненные, то они должны быть абсолютно сухими. В противном случае в момент смены электрода  есть риск поражения током по цепи: реостат – «держак» – работник – земля.

Остается добавить, что в статье даны лишь «азы» технологии и способов дуговой ручной сварки. Все ее преимущества могут быть реализованы лишь при условии, если работник обладает необходимыми знаниями и практическими навыками. Только в этом случае будет обеспечено высокое качество шовного соединения.

Успехов вам в овладении навыками сварщика!

Источник: http://ISmith.ru/welding/ruchnaya-dugovaya-svarka-pokrytymi-elektrodami/

Ручная дуговая сварка, особенности и техника выполнения

Ручная дуговая сварка, принцип работы и основные режимы

В нашу эпоху ручная дуговая сварка — ведущий способ соединения отдельных деталей при создании металлоконструкций. Сегодня сварку применяют совместно с литьем, штампованием и прокатом частей заготовок изделий. Такая сварка почти повсеместно вытеснила дорогостоящие и сложные цельноштампованные изделия. Как же работает современная сварка и как варить металл при помощи данного метода?

Принцип работы электросварки

Тепло, необходимое, чтобы расплавить основной металл (а также электродный стержень), получают в процессе образования электрической дуги. Расплавы металлов, как основного, так и электродного, смешиваются в образующейся при этом особой сварочной ванночке.

Таким путем при затвердевании и получается сварной шов. Стальной электрод содержит специальное покрытие. Когда оно плавится, то создает защиту самой сварочной ванночки в виде шлака и газового облака. Защита нужна от азота и прочих газов, содержащихся в воздухе.

Чтобы поддерживать электрическую дугу, на электрод и свариваемую деталь подают электроэнергию от специального устройства. При действии температуры электрической дуги края свариваемых деталей (вместе с электродным металлом) плавятся.

При этом образуется сварочная ванночка, некоторое время пребывающая расплавленной. Температура внутри дуги составляет не менее 4 тыс. градусов. В такой ванночке металл электрода соединяется с металлом свариваемого изделия, расплавленный же шлак всплывает. Так получается защитное покрытие.

Энергию, от которой зажигается и непрерывно горит дуга, получают от специального трансформатора.

Виды электросварки

Сегодня сварку производят посредством постоянного и очень часто переменного тока. Сваривая металлические детали постоянным током, как источник питания применяют сварочные выпрямители. Однако могут употребляться и особого рода преобразователи.

При сваривании переменным током употребляются сварочные трансформаторы специальной конструкции. Чаще всего применяется эл. дуговая сварка, когда используется плавящийся в дуге электрод. Подобная сварка – больше всего распространена.

Ее применяют для сваривания или наплавления самых разнообразных легированных или углеродных сталей, чугунов или некоторых цветных металлов.

Электроды и присадочная проволока

Заметьте, что при сваривании постоянным током сварочные швы содержат гораздо меньше брызг металла. Есть различные виды электросварки, однако чаще всего при сваривании металлов употребляются электроды как плавкие, так и неплавкие (угольные).

В случае плавкого электрода швы формируются путем расплавления подобного электрода. При неплавящемся же — расплавлением особой присадочной проволоки, вводимой прямо внутрь сварочной ванночки.

Ручное сваривание с поддержанием дуги посредством неплавящегося электрода происходит следующим образом: свариваемые края изделия плотно стыкуются.

В таком случае тоже образуется ванночка, содержащая расплавленный металл. Кристаллизуясь, металл внутри этой ванны и создает сварочный шов. Именно такой метод используют при сваривании цветных металлов или наплавляя твердые сплавы.

Когда идет сварка металла посредством плавящегося электрода, тогда электрическая дуга начинает гореть аналогично свариванию первым способом. Только в таком разе электрод расплавляется вместе с кромками изделия. Именно так получается общая ванна, содержащая расплавленный металл.

Кристаллизуясь внутри такой ванночки, металл формирует шов. Такой способ чаще всего применяется при ручном сваривании металлов. При всей своей универсальности и удобстве ручная электросварка имеет не только преимущества, но и определенные недостатки. Давайте рассмотрим их подробнее.

Преимущества и недостатки дуговой сварки ручного типа

Если вы желаете приобрести сварочное оборудование, необходимо четко осознавать, что цена оборудования для электросварки зависит от его функциональных возможностей. Вот эти основные возможности ручной электросварки, обеспечивающие решение фактически всех задач по соединению металлов:

• Возможность сваривания во всех пространственных расположениях
• Возможность сваривания в местах, имеющих ограниченный доступ
• Возможность относительно быстрого перехода между свариваемыми материалами
• Ручная электросварка – это возможность сваривания самых разных сталей, что обеспечивается широким спектром выпускаемых электродов
• Подобная сварка проста; кроме того, ее относительно легко перевозить в нужное вам место

Принципиальная схема РДС

Кроме вышеперечисленных достоинств, ручная электросварка имеет и свои недостатки. Вот основные из них:

1. Вредные условия, возникающие в процессе сваривания

2. Качество сварных соединений очень зависимо от квалификации самого сварщика

3. Низкий КПД и относительно невысокая производительность, если сравнивать с другими сварочными технологиями

Учтите, что благодаря навыкам, которые вы автоматически получаете, работая с ручным сварочным аппаратом, вы сможете сделать массу полезного для своей дачи, гаража или загородного дома. Наверняка, сделав первые успешные шаги, вы захотите сделать для себя нечто потрясающее.

Дуга электросварки

После того, как мы разобрали достоинства и отрицательные черты ручной сварки, давайте выясним, как варить электросваркой. Прежде всего, чтобы возбудить дугу, сварщик кончиком электрода касается металла, немедленно отводя его кончик на 3 мм.

Именно тогда вспыхивает дуга, равноудаленная длина которой поддерживается посредством постепенного опускания самого электрода, в меру его плавления. Очень важно, что перед формированием дуги вы должны закрывать лицо щитком.

Есть еще и другой способ зажечь дугу: сварщик проводит кончиком электрода по поверхности детали, затем немедленно уводит его на короткое расстояние. При этом тоже возбуждается дуга.

Дуга — влияние на качество шва

Учтите, что дугу надо поддерживать как можно короче. Дело вот в чем: короткая дуга дает гораздо меньшее количество мелких металлических капель. Кроме того, электрод плавится в спокойном темпе, давая ровный пучок искр.

В таком случае глубина проплавления выходит большей. Если ручная электросварка не будет обеспечивать достаточно большую глубину проплавления, то электрод, плавясь, станет окисляться, сильно затем разбрызгиваясь.

От этого шов выходит неровный, в нем много оксидов.

Имейте в виду, что длину дуги вы можете контролировать по звуку, появляющемуся при горении. Электрической дугой оптимальной длины издается равномерный звук на одном тоне.

После этого продолжают сваривать шов.

Если свариваются особо ответственные места, которые будут работать при переменных нагрузках и подвергаться явлению «усталости», зажигать дугу разрешается только вне зоны самого шва.

В противном случае это часто причиняет «ожог» поверхности, а это станет причиной будущего разрушения в этом конкретном месте сварного шва.

Квалификация сварщика в случае сваривания стальных изделий имеет значительное влияние на то, сколь умело выполняется зажигание и дальнейшее контролирование длины дуги.

Ведь от умения поддерживать длину дуги напрямую зависит качество сварных швов, а в конечном итоге — прочность соединения. Очень важно при этом умело манипулировать электродом, перемещая его по линии накладываемого шва, придавая ему требуемую форму. Трудно только то, что при такой сварке все указанные операции делаются человеком, без использования специальных механизмов, т. е. вручную.

Как режим сварки влияет на шов

Размеры сварочного шва не зависимы от типа (например, угловой, стыковой или прочий шов). Главным образом, они определяются режимом сваривания. Главный показатель самого шва – его коэффициент формы при проваре.

Он представляет собой отношение ширины сварного шва к его глубине. Ручная дуговая сварка способна менять данный показатель в широком диапазоне. Этот коэффициент меняется уменьшением ширины сварного шва.

Рост глубины проплава уменьшает его ширину, в противном случае — увеличивает ее.

Влияние параметров тока

В сварке важна также сила тока, поскольку с ее увеличением растет глубина проплава, уменьшение же уровня тока уменьшает проплав. Учтите, что металл плотнее, тем больше проплав при данном уровне тока. Однако на ширину вашего шва ток практически не влияет.

Большое влияние на шов имеет также род тока. Сваривание постоянным током делает шов уже. Особенно заметным такое изменение сварочного шва становится на более высоких значениях напряжения (более 30 В).

Общеизвестно, что ручная дуговая сварка требует электродов разных диаметров.

Их уменьшение на одинаковом токе сокращает подвижность горящей дуги, а это значительно увеличивает глубину проплава, сокращая также ширину шва.

Из-за этой причины, с уменьшением поперечника электрода, значительно возрастает глубина сварочного шва. Именно повышение подвижности горящей дуги (от увеличения размера электрода) делает весь шов шире. И последний показатель — напряжение дуги.

Оно почти не меняет глубины показателя глубины проплава, однако изменяет ширину сварного шва.

Когда напряжение возрастает, общая ширина сварочного шва значительно увеличивается. Когда же оно снижается — эта ширина уменьшается. Такой подход широко практикуется в автоматизированных способах сварки, чтобы регулировать ширину шва в процессе наплавки.

Однако в случае ручной сварки уровень напряжения меняется незначительно (он составляет 18-22 В). Такое напряжение практически никак не меняет ширины шва. Чтобы овладеть всеми тонкостями мастерства, вам придется немало потрудиться для получения сноровки.

Вам необходимо сварить предмет из нержавейки? Узнайте, как правильно это сделать, прочитав нашу статью .

Обучение основам мастерства

В этом вам очень поможет просмотр уроков по электросварке. Конечно же, чтобы научиться более сложным приемам сваривания, вам потребуется более глубокая информация.

Например, профессиональные пособия, описывающие сложные процессы и содержащие специфическую техническую информацию. Если хотите научиться варить, то лучше начинать с электродов поперечником 3 мм, поскольку они — самые популярные.

Электроды потоньше варят слишком тонкий металл, а для толстых требуется уже мощный аппарат.

https://www.youtube.com/watch?v=qAgFQmLAJMA

Приобретя сварочный аппарат, стоит потратить несколько часов, самостоятельно обучаясь основам электросварки. Такой подход откроет вам огромные возможности к практическому применению ее в частном строительстве, при ремонте садовых принадлежностей или сборке разнообразных металлоконструкций.

Больше информации по теме: http://elsvarkin.ru

Источник: http://mymylife.ru/remont-doma/stroitelstvo/135633-ruchnaya-dugovaya-svarka-osobennosti-i-tekhnika-vypolneniya

Ручная дуговая сварка

Главная / Библиотека / Виды сварки / Ручная дуговая сварка

Основателями способа электродуговой сварки можно назвать двух великих русских изобретателей Н.Н Бенардоса и Н.Г. Славянова. Первым в мире выдвинул идею создания устройства для сварки металлическим электродом Н.

Н Бенардос, он же с 1882 года на практике использовал для сварки батарею свинцово-кислотного аккумулятора. Первым же источник сварочного назначения в 1888 году создал Н.Г.

Славянов, он применил генератор постоянного тока и для улучшения условий горения сварочной дуги включил в цепь балластный реостат.

С тех пор электродуговая сварка бурно развивалась, и на сегодняшний день нет отрасли промышленного производства, где бы не применялась технология электросварки.

Источники питания для ручной дуговой сварки также прошли значительную эволюцию, начиная, от примитивного сварочного генератора 19 века, сварочного трансформатора 20-х годов и сварочного выпрямителя 50-х годов прошлого века, до современного сварочного инверторного аппарата.

С применением инверторных технологий при изготовлении сварочной техники ручная дуговая сварка переживает второе рождение. Инверторный сварочный источник имеет ряд преимуществ перед сварочными трансформаторами и выпрямителями:
— высокая маневренность из-за малого веса и компактности инвертора; — экономия электроэнергии за счет высокого КПД источника питания;

— лучшие сварочные характеристики дуги.

Благодаря этим преимуществам продажа сварочных инверторов на сегодняшний день составляет около 50% от общего объема продаж сварочной техники в мире и этот процент с каждым годом увеличивается.

Ручная дуговая сварка металлическим покрытым (плавящимся) электродом, отличаясь высокой универсальностью и значительной мобильностью, обусловившими преимущественное использование ее в строительстве, имеет ряд технологических особенностей.

Ручная дуговая сварка металлическим покрытым (плавящимся) электродом, отличаясь высокой универсальностью и значительной мобильностью, обусловившими преимущественное использование ее в строительстве, имеет ряд технологических особенностей.

Способ позволяет без замены сварочного инструмента и оборудования (при надлежащем сварочном режиме) выполнять швы различных типов, сечения и назначения, а также вести сварку в любом пространственном положении и в труднодоступных местах.

Широкое применение имеет сварка электрической дугой прямого действия. При этом сварщик поддерживает устойчивый процесс сварки непрерывной подачей конца электрода в зону горения дуги, не допуская значительных отклонений длины дуги. Наилучшие результаты достигаются при сварке короткой дугой.

В этом случае электрод плавится спокойно с небольшим разбрызгиванием, и обеспечивается хорошее проплавление основного металла. Нормальная длина дуги обычно не превышает 0,5—1,1 диаметра электрода.

При сварке соединений деталей и узлов металлических строительных конструкций и изделий преимущественно используют металлические покрытые электроды диаметром 3—6 мм. Основной объем работ выполняют при токе 90—350 А и напряжении дуги 18—30 В.

Производительность ручной дуговой сварки существенно уступает производительности механизированных и автоматических способов дуговой сварки, особенно при наложении длинных (более 1 м) швов большого сечения в нижнем положении.

Качество швов и сварных соединений, выполненных ручной дуговой сваркой, в значительной степени зависит от условий работ и производственных навыков сварщиков.

На процесс дуговой сварки существенное влияние оказывают протяженность и состояние электрической сварочной цепи, а также организация рабочего места сварщика.

На заводах и в мастерских рабочее место сварщика преимущественно стационарное.

Для размещения свариваемого изделия небольшого габарита в удобное для сварки положение используется рабочий стол, к которому присоединен один из проводов электрической сварочной цепи.

Вместо рабочего стола часто пользуются сборочно-сварочными приспособлениями (кондукторы, кантователи и др.), в которых размещают свариваемые детали или конструкции.

На строительно-монтажных площадках рабочее место сварщика нестационарно и меняется по мере перехода от сварки одной конструкции к другой.

Протяженность сварочных проводов при этом может достигать 50 м и более. Падение напряжения в такой цепи, превышающее допустимые пределы (4—5%), будет оказывать отрицательное влияние на технологические свойства сварочной дуги. В таких случаях увеличивают сечение проводов сварочной цепи или устанавливают источники тока на более близком расстоянии от места работы сварщика.

Для этих целей наиболее рационально использовать применяемые для строительно-монтажных условий специальные малогабаритные передвижные помещения контейнерного типа — машинные залы, в которых размещают сварочное оборудование. Обычно в машзалах устанавливают один источник постоянного тока и один — переменного или один многопостовой (на 3—6 постов) сварочный выпрямитель.

Особенности сварочной дуги постоянного и переменного тока

С помощью источников постоянного тока можно вести сварку при прямой или обратной полярности. Дуга прямой полярности (электрод — «минус», объект сварки — «плюс») обеспечивает более глубокое проплавленне основного металла; при дуге обратной полярности повышается скорость плавления электрода.

В табл. IX.1 приведены данные о некоторых технологических особенностях сварочной дуги постоянного и переменного тока.

IX.1. Технологические особенности сварочной дуги постоянного и переменного тока

Возникающее при постоянном токе «магнитное дутье» (при токе более 200 A) может вызвать сильное отклонение и блуждание сварочной дуги, вследствие чего увеличивается разбрызгивание, ухудшается качество шва и снижается производительность.

Большинство современных электродов общего назначения пригодно для сварки на любой полярности тока, вместе с тем имеется ряд марок электродов, предназначенных для сварки на какой-либо одной полярности.

Электроды, используемые при сварке на переменном токе, обеспечивают вполне устойчивое горение дуги.

Подготовка металла под сварку

К основным операциям подготовки металла под сварку относятся: правка и очистка проката; механическая или термическая резка при заготовке деталей и полуфабрикатов; обработка кромок, подлежащих сварке.

Обработка кромок стыковых соединений заключается в отбортовке их при толщине металла до 4 мм или разделке кромок для создания скоса и притупления при большей толщине металла.

При дуговой сварке повышенные требования предъявляются к чистоте кромок и поверхности прилежащих к ним зон свариваемых деталей.

При сборке конструкций, помимо применения инвентарных и других сборочных приспособлений, кондукторов и кантователей, для фиксации взаимного расположения элементов конструкций и детален часто используют прихватки (короткие швы), осуществляемые ручной дуговой сваркой.

Длина швов-прихваток обычно 50—100 мм.

Размеры сечений прихваток не должны превышать 1/3 основных швов (при толщине свариваемого металла более 5 мм). Поверхность прихваток следует зачищать от шлака и загрязнений. При выявлении дефектов их удаляют абразивным инструментом и швы выполняют вновь.

В зависимости от формы и взаимного расположения свариваемых кромок, размеров поперечного сечения шва и положения его в пространстве при ручной дуговой сварке осуществляют простые или сложные траектории движения рабочим (с горящей дугой) концом электрода, которые позволяют: управлять тепловым потоком, охлаждая металл при отводе дуги и увеличивая тепловое воздействие при прекращении движения электрода; выполнять однопроходные швы различной формы и размеров сечения; уменьшать возможность натека или прожога металла; предотвращать стекание металла при наклонном или отвесном положении сварочной ванны.

При перемещении конца электрода вдоль линии соединения без колебательных поперечных движений ширина валика шва не превышает 0,8—1,5 диаметра электрода. Поперечные движения конца электрода обеспечивают получение валика увеличенной ширины.

Сварка стыковых швов

Стыковые соединения без скоса кромок сваривают уширенным швом с одной или двух сторон стыка.

Стыковые соединения с разделкой кромок выполняют однослойными (однопроходными) или многослойными (многопроходными), в зависимости от толщины металла и формы подготовки кромок (рис. IX.2).

IX.2. Сварка стыковых швов
а—г — формы поперечных сечений швов; 1—7 — порядок выполнения слоев шва; 0 — подварочный шов

Рекомендации по числу слоев стыковых многослойных швов приведены в табл. IX.6.

IX.6. Число слоев при сварке стыковых и угловых швов

Сварку многослойных швов начинают, тщательно проваривая корень шва электродом диаметром не более 4 мм, а последующие швы наплавляют уширенными валиками, используя электроды большего диаметра.

В ответственных конструкциях корень шва удаляют вырубкой зубилом или газовым резаком для поверхностной резки, а затем накладывают подварочный шов.

Сварка угловых швов

Наилучшие результаты при сварке угловых швов обеспечиваются при установке плоскостей соединяемых элементов в положение «в лодочку» (рис. IХ.3,а), т.е. под углом 45° к горизонтали.

При этом достигается хорошее проплавление угла и стенок элементов без опасности подреза или непровара, а также создается возможность наплавлять за один проход швы большого сечения. Однако не всегда можно установить соединяемые элементы в положение «в лодочку».

В ряде случаев соединяемые элементы занимают иное (см. рис. IX.3,б—г) положение в пространстве. Сварка таких угловых швов сопровождается дополнительными сложностями, так как возможны непровары вершины угла соединения или горизонтальной стенки, а так же подрезы стенки вертикального элемента.

IX.3. Сварка угловых швов
а—г — формы поперечных сечений швов н положение деталей при сварке; 1—4 — порядок выполнения слоев шва

Угловые швы таврового соединения с двумя симметричными скосами одной кромки (см. рис. IX.3, г) сваривают в один слой или в несколько слоев в зависимости от толщины свариваемого металла.

Технология сварки угловых швов в вертикальном и потолочном положениях существенно не отличается от сварки стыковых швов со скосом кромок. Для обеспечения необходимого провара вершины угла первый слой выполняют электродами диаметром 3—4 мм.

При сварке угловых швов нахлесточных соединений нельзя допускать излишнего проплавления (подреза) кромки верхнего элемента и наплыва металла (при недостаточном сплавлении) на плоскость нижнего элемента.

Сварка тонколистового металла

При дуговой сварке на весу стыковых соединений из металла толщиной 0,5—3 мм возможно сквозное проплавление дугой кромок с образованием отверстий, трудно поддающихся последующему исправлению. Вместе с тем из-за ограниченной возможности регулирования тепла дуги прямого действия помимо прожогов в таких швах обнаруживаются непровары, шлаковые включения и другие дефекты.

Для обеспечения необходимого качества сварки тонколистовой стали применяют отбортовку кромок, временные теплоотводящие подкладки, остающиеся стальные подкладки или расплавляемые элементы, электроды со специальным покрытием, специальное сварочное оборудование.

Для подбора диаметра металлического электрода и тока при сварке стыковых соединений из тонколистовой стали можно пользоваться данными табл. IX.7. При сварке нахлесточных соединений ток увеличивают на 10—15, при сварке тавровых соединений — на 15—20%.

IX.7. Режимы ручной дуговой сварки стыковых соединений из тонколистовой стали

Угольный электрод применяют диаметром 6—10 мм, сварочный ток должен быть 120—140 А, полярность прямая.

В качестве временных теплоотводящих подкладок используют массивные медные и бронзовые плиты (бруски). Сборку осуществляют без зазора, обеспечивая плотное прилегание свариваемых листов к подкладке.

Для стыковых соединений применяют стальную остающуюся подкладку, если это допускается проектом. Сварку ведут с проплавлением элементов из тонколистовой стали и приваркой их к стальной подкладке. Применяют также присадочный пруток или стальную полосу, укладываемые вдоль свариваемых кромок, которые расплавляют дугой вместе с кромками основного металла.

Для сварки на малых токах используют электроды со специальным покрытием (марок ОМА-2 и др.) и постоянный ток обратной полярности. При этом применяют источники питания дуги с повышенным напряжением холостого хода, допускающие регулирование малых токов (например, преобразователь ПСО-120, выпрямители ВКСГ-30, ВД-101 и др.).

Источник: http://www.deltasvar.ru/biblioteka/48-vidy-svarki/59-ruch

Ручная дуговая сварка – самая популярная и востребованная

Суть процесса заключается в том, что для образования электрической дуги (а также ее поддержания в рабочем состоянии) к свариваемой поверхности и электроду для дуговой сварки подается переменный либо постоянный сварочный ток, поступающий от источника питания. В тех ситуациях, когда данный источник присоединен своим положительным полюсом к конструкции, речь идет о сварочном процессе на прямой полярности. Под обратной же полярностью понимают ситуацию, при которой к конструкции подсоединяется отрицательный полюс.

Металл обрабатываемого изделия, покрытие и стержень электрода, используемого для сварки, расплавляются под влиянием дуги. После этого они попадают в сварочную ванну и смешиваются в ней. При этом на поверхность выделяется расплавленный шлак.

Ванна может иметь разные размеры, которые зависят от пространственного расположения сварки, ее режимов, размера и формы кромок, подвергающихся обработке, характеристик сварного шва.

В большинстве случаев длина сварочной ванны равняется 1–3 см, ширина – 0,8–1,5 см, глубина – не более 0,6 см.

Под длиной дуги понимают дистанцию между двумя активными пятнами:

• на поверхности (расплавленной) сварочного стержня;
• на поверхности ванны.

Кроме того, плавление электрода осуществляется достаточно медленно, что обеспечивает аккуратный пучок искр. Это приводит к большой глубине проплавления поверхности.

Если же данная глубина будет малой, при плавлении сварочный стержень станет активно разбрызгиваться за счет реакции окисления.

В результате полученное соединение будет характеризоваться большим содержанием окислов и неровным швом.

Из-за контактного сопротивления и тока короткого замыкания конец стержня нагревается максимально быстро до повышенной температуры, необходимой для формирования сварочной дуги.

Она не возникает тогда, когда сварщик держит электрод слишком далеко от свариваемой поверхности. Как правило, зажигание выполняется на дистанции 4–5 миллиметров от нее.

Плавление покрытия стержня приводит к созданию газовой атмосферы над сварочной ванной и непосредственно вокруг дуги. Указанная атмосфера не позволяет взаимодействовать расплавленному металлу и воздуху, так как вытесняет последний из сварочной зоны. Также воздух не попадает к поверхности ванны за счет того, что шлак покрывает ее и частички расплавленного металла.

Шлак выполняет и функцию очистки от всевозможных ненужных примесей расплавленного материала. В сварочной ванне металл по мере удаления электродуги начинает кристаллизоваться, что ведет к формированию соединительного шва, на поверхности коего образуется слой шлака в затвердевшем состоянии.

Существует несколько групп электродов. Каждая из них предназначена для соединения различных по составу металлов. Ручная электродуговая сварка может выполняться электродами, предназначенными для сваривания:

• высоколегированных сталей;
• конструкционных легированных сталей;
• низкоуглеродистых и углеродистых сталей;
• теплоустойчивых легированных сплавов.

Характеристики электродов и требования к ним изложены в ряде Государственных стандартов, в частности, следующих:

• 9467–75;
• 9466–75;
• 10051–75.

Стержни для сварки выпускаются со специальными покрытиями, которые обязаны гарантировать стабильное горение электродуги. Только при таких условиях соединение будет описываться требуемыми свойствами (стойкость против ржавления, высокая пластичность и прочность, ударная вязкость и так далее).

Производители добиваются стабильного горения дуги посредством уменьшения ионизационного потенциала промежутка (воздушного) между свариваемой поверхностью и сварочным стержнем. Электродные шлаковые покрытия имеют и защитную функцию (не дают азоту и кислороду воздействовать на место соединения), так как они состоят из шлакообразующих ингредиентов. Под таковыми понимают:

• полевой шпат;
• кварцевый песок;
• каолин;
• титановый концентрат;
• доломит;
• мел;
• марганцевую руду;
• мрамор.

В некоторых случаях в состав покрытий электродов привносят железный порошок, что повышает производительность, с которой работает сварочный аппарат, дуга при наличии такой «добавки» зажигается быстрее и обеспечивает больший объем наплавляемого материала за конкретную единицу времени. Подобные электроды чаще всего применяются для выполнения работ при малых температурах окружающей среды.

Электроды могут иметь покрытия следующих видов:

• Основные. Такие стержни предназначены для использования на обратной полярности при постоянном токе. Ключевыми их элементами являются карбонад кальция и фтористый кальций. Обычно электроды с основным покрытием применяются для соединения изделий с большими сечениями (например, труб большого диаметра).
• Кислые. В них содержится кремний, марганец, оксиды железа, в редких случаях – титан.
• Рутиловые. Для газовой и шлаковой защиты рутиловых покрытий в их состав вводят разнообразные органические и минеральные элементы.
• Целлюлозные. Покрытия электродов, с помощью которых соединяют малые по толщине стальные изделия.

Описываемый нами вид сварки имеет много достоинств, среди коих следует выделить такие:

• простота конструкции и эксплуатации сварочных агрегатов, а также удобство их транспортировки к месту работ;
• возможность выполнять сварочный процесс во всех пространственных положениях;
• возможность соединения конструкций из разных марок сталей и осуществления сварочных мероприятий на объектах с ограниченным доступом.

Чтобы сполна воспользоваться этими достоинствами, важно знать, как правильно варить электродуговой сваркой. Самое главное перед началом выполнения сварочных работ выбрать их режим. Качество сварки и стабильность операции зависит именно от этого выбора.

Подбор конкретного режима осуществляется по двум видам параметров – основным и добавочным. К основным относят:

• показатель колебаний (поперечных) торца сварочного стержня: не более 2,5–3 сечения стержня для сварки;
• полярность, значение и род тока: все рекомендуемые параметры приводятся на упаковках электродов, коими предполагается производить сварку;
• скорость сварки: шов будет тем уже, чем выше выбрана скорость процесса;
• сечение сварочного электрода: при выборе следует руководствоваться принципом того, что электрод должен иметь тем меньший диаметр, чем более ответственное соединение выполняется с его помощью.

К дополнительным параметрам причисляют:

• положение свариваемой конструкции при выполнении сварки;
• показатель вылета сварочного стержня и его положение в пространстве;
• температура (исходная) свариваемого материала;
• толщина и состав покрытия электрода.

Источник: http://tutmet.ru/ruchnaja-jelektrodugovaja-svarka-gost-tehnologija-jelektrody.html